HIDROSKELETS: RAKSTURLIELUMI UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Hydroskeleton vai hidrostatiskā karkass sastāv no šķidrumu pildītu dobumu, kas ieskauj muskuļu struktūras un sniedz atbalstu uz ķermeņa dzīvniekiem. Hidrostatiskais skelets piedalās pārvietošanā, dodot dzīvniekam plašu kustību diapazonu.

Tas ir izplatīts bezmugurkaulniekiem, kuriem trūkst stingru struktūru, kas ļauj atbalstīt ķermeni, piemēram, sliekas, daži polipi, anemones, kā arī jūras zvaigzne un citi adatādaiņi. Viņu vietā ir hidrostatiski skeleti.

Avots: Autors Robs Hils, no Wikimedia Commons Ar šo mehānismu darbojas dažas īpašas dzīvnieku struktūras, piemēram, zīdītāju un bruņurupuču dzimumlocekļi un zirnekļu kājas.

Turpretī ir struktūras, kurās tiek izmantots hidrostatiskais skeleta mehānisms, bet trūkst ar šķidrumu piepildīta dobuma, piemēram, galvkāju ekstremitātes, zīdītāju mēle un ziloņu stumbrs.

Starp izcilākajām hidrostatisko skeletu funkcijām ir balsts un pārvietošanās, jo tas ir muskuļu antagonists un palīdz pastiprināt spēku muskuļa kontrakcijas laikā.

Hidrostatiskā skeleta funkcionalitāte ir atkarīga no pastāvīga tilpuma uzturēšanas un tā radītā spiediena - tas ir, šķidrums, kas piepilda dobumu, nav saspiežams.

raksturojums

Dzīvniekiem ir vajadzīgas īpašas struktūras atbalsta un kustības nodrošināšanai. Šim nolūkam ir ļoti dažādi skeleti, kas nodrošina antagonistu muskuļiem, pārraidot kontrakcijas spēku.

Tomēr termins "skelets" pārsniedz mugurkaulnieku tipiskās kaulu struktūras vai posmkāju ārējos skeletus.

Šķidra viela var arī izpildīt atbalsta prasības, izmantojot iekšēju spiedienu, veidojot hidroskeletu, kas ir plaši izplatīts bezmugurkaulnieku ciltsrakstos.

Hidroskelets sastāv no dobuma vai slēgtiem dobumiem, kas piepildīti ar šķidrumiem, kuri izmanto hidraulisko mehānismu, kur muskulatūras saraušanās pārvēršas šķidruma kustībā no viena reģiona uz otru, strādājot pie impulsa pārnešanas mehānisma - muskuļu antagonista.

Hidroskeletonu galvenā biomehāniskā īpašība ir to veidotā tilpuma noturība. Pielietojot fizioloģisko spiedienu, tai jābūt saspiešanas spējai. Šis princips ir sistēmas funkcijas pamatā.

Hidrostatisko skeletu mehānisms

Atbalsta sistēma ir telpiski izkārtota šādi: muskulatūra ieskauj centrālo ar šķidrumu piepildīto dobumu.

To var arī izkārtot trīsdimensiju veidā ar virkni muskuļu šķiedru, kas veido stabilu muskuļu masu, vai muskuļu tīklā, kas iet caur telpām, kas piepildītas ar šķidrumu un saistaudiem.

Tomēr robežas starp šiem izkārtojumiem nav precīzi noteiktas, un mēs atrodam hidrostatiskos skeletus, kuriem ir starpposma raksturlielumi. Lai gan bezmugurkaulnieku hidroskeletos ir ļoti dažādas variācijas, tie visi darbojas pēc vienādiem fizikāliem principiem.

Muskulatūra

Trīs galvenie muskuļu izvietojumi: apļveida, šķērseniski vai radiāli. Apļveida muskulatūra ir nepārtraukts slānis, kas ir izkārtots ap ķermeņa vai attiecīgā orgāna apkārtmēru.

Šķērsvirziena muskuļos ietilpst šķiedras, kas atrodas perpendikulāri konstrukciju garākajai asij un var būt orientētas horizontāli vai vertikāli - ķermeņos ar fiksētu orientāciju parasti vertikālās šķiedras ir dorsoventral un horizontālās šķiedras ir šķērseniskas.

Radiālajos muskuļos, no otras puses, ietilpst šķiedras, kas atrodas perpendikulāri garākajai asij no centrālās ass virzienā uz struktūras perifēriju.

Lielākā daļa muskuļu šķiedru hidrostatiskajos skeletos ir slīpi izliekti un tām piemīt spēja "super izstiepties".

Atļauto kustību veidi

Hidrostatiskie skeleti atbalsta četrus kustību veidus: pagarināšanu, saīsināšanu, saliekšanu un pagriešanu. Samazinoties muskuļa kontrakcijai, notiek apjoma konstanta laukums, struktūras pagarinājums.

Izstiepšanās notiek, kad kāds no vertikālajiem vai horizontālajiem muskuļiem saraujas, tikai saglabājot toni orientācijas virzienā. Faktiski visa sistēmas darbība ir atkarīga no iekšējā šķidruma spiediena.

Iedomājieties nemainīga tilpuma cilindru ar sākotnējo garumu. Ja mēs samazinām diametru caur apļveida, šķērsenisku vai radiālu muskuļu saraušanos, cilindrs tiek izstiepts uz sāniem spiediena palielināšanās dēļ, kas notiek struktūras iekšienē.

Turpretī, ja palielināsim diametru, struktūra saīsinās. Saīsinājums ir saistīts ar muskuļu kontrakciju ar garenisko izkārtojumu. Šis mehānisms ir būtisks hidrostatiskiem orgāniem, piemēram, vairumam mugurkaulnieku mēles.

Piemēram, galvkāju (kas izmanto hidrostatiskā skeleta tipu) taustekļos diametra samazinājums ir nepieciešams tikai par 25%, lai garums pieaugtu par 80%.

Hidrostatisko skeletu piemēri

Dzīvnieku valstībā plaši izplatīti hidrostatiskie skeleti. Lai gan bieži sastopami bezmugurkaulnieki, daži mugurkaulnieku orgāni darbojas pēc tāda paša principa. Faktiski hidrostatiskie skeleti nav tikai dzīvnieki, šo mehānismu izmanto noteiktas zālaugu sistēmas.

Piemēri ir sākot no notochord, kas raksturīgs jūras gliemenēm, galvkājiem, kāpuriem un pieaugušām zivīm, līdz kukaiņu un vēžveidīgo kāpuriem. Tālāk mēs aprakstīsim divus pazīstamākos piemērus: polipus un tārpus

Polipi

Anemones ir klasisks dzīvnieku piemērs, kuriem ir hidrostatiskais skelets. Šī dzīvnieka ķermeni veido doba kolonna, kas ir noslēgta pamatnē un ar perorālu disku augšējā daļā, kas apņem mutes atveri. Muskuļi būtībā ir tie, kas aprakstīti iepriekšējā sadaļā.

Ūdens nonāk caur mutes dobumu, un, kad dzīvnieks to aizver, iekšējais tilpums paliek nemainīgs. Tādējādi kontrakcija, kas samazina ķermeņa diametru, palielina anemona augstumu. Tādā pašā veidā, kad anemone paplašina apļveida muskuļus, tas paplašinās un tā augstums samazinās.

Tārpa formas dzīvnieki (Vermiformes)

Tāda pati sistēma attiecas uz sliekām. Šī peristaltisko kustību virkne (notikumu pagarināšana un saīsināšana) ļauj dzīvniekam kustēties.

Šīm anellidām ir raksturīga tā, ka koeloms ir sadalīts segmentos, lai novērstu šķidruma iekļūšanu vienā segmentā, un katrs no tiem darbojas neatkarīgi.

Atsauces

1. Barnes, RD (1983). Bezmugurkaulnieku zooloģija. Starptautiskais.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Bezmugurkaulnieki. Makgreivs.
3. Franču, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Ekerts. Dzīvnieku fizioloģija: mehānismi un pielāgojumi. Makgreivs.
4. Hikmans, CP, Roberts, LS, Larsons, A., Obers, WC, & Garrison, C. (2001). Integrētie zooloģijas principi (15. sēj.). Makgreivs.
5. Irvins, MD, Stoners, JB, un Cobaugh, AM (Red.). (2013). Zooloģiskais dārzs: ievads zinātnē un tehnoloģijā. University of Chicago Press.
6. Kīrs, WM (2012). Hidrostatisko skeletu daudzveidība. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247-1257.
7. Maršals, AJ, un Viljamss, WD (1985). Zooloģija. Bezmugurkaulnieki (1. sēj.). Es apgriezos.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Par autonomijas izcelsmi: jauns skatījums uz galvenajām evolūcijas pārejām (5. sēj.) Springer Science & Business Media.
9. Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). 5. sējums. Dzīvnieku uzbūve un funkcijas. Cengage mācīšanās.